[發明專利]一種實時監測真三軸多相多場耦合加載腔體

在審

• 申請號: 202211209562.8
• 申請日: 2022-09-30
• 公開（公告）號: CN115389334A
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 張通;李燕芳;張金;高楊文;唐明
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12;G01N3/02;G01N24/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種實時監測真三軸多相多場耦合加載腔體。所述實時監測真三軸多相多場耦合加載腔體，包括真三軸加載系統、驅替系統、監測系統。本發明通過三大系統配合，可實時監測真三軸條件下煤巖體內部孔裂隙分布及流體運移與溶質遷移分布情況，支撐資源開采擾動煤巖多相多場耦合演化規律研究。

技術領域

本發明涉及一種實時監測真三軸多相多場耦合加載腔體。

背景技術

隨著我國淺部資源的減少，資源開采桌布進入深部開采階段。深部煤巖與淺部相比，地質環境更加復雜，為了更加精確的為工程實際提供有用的理論支撐，真三軸加載腔體更加合適，且隨著研究技術的不斷提升，更加重視微細觀層面的研究，故將加載腔體與核磁共振技術結合可以提供更加有效的監測手段，而目前真三軸條件下的核磁監測具有一定的局限性。基于上述情況，迫切需要一種實時監測真三軸多相多場耦合加載腔體，可實時監測真三軸條件下煤巖體內部孔裂隙分布及流體運移與溶質遷移分布情況，支撐資源開采擾動煤巖多相多場耦合演化規律研究。

發明內容

本發明實施例的目的在于提出一種實時監測真三軸多相多場耦合加載腔體，通過真三軸加載系統、驅替系統、監測系統相互配合，可實時監測真三軸條件下煤巖體內部孔裂隙分布及流體運移與溶質遷移分布情況，支撐資源開采擾動煤巖多相多場耦合演化規律研究。為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種實時監測真三軸多相多場耦合加載腔體，包括：

真三軸加載系統設置有軸箱體、骨架、圍壓缸套、圍壓缸套蓋、箱體蓋、軸向活塞、頂部缸套蓋、頂部缸套、1英寸壓塊、圍壓接頭、圍壓活塞、巖樣；驅替系統設置有壓帽、三軸驅替管線、1英寸驅替前頂桿、1英寸驅替后頂桿、后驅替活動蓋、骨架固定座、內腔密封頂絲、樣品堵頭；監測系統設置有線圈調諧盒、線圈骨架、線圈套、屏蔽蓋板、支撐臺、密封蓋、穿線筒，所述骨架置于所述箱體內部中間位置，所述巖樣置于所述骨架中，所述1英寸壓塊分別置于所述巖樣上、下、前、后四個面上，所述箱體蓋位于所述箱體右側面，所述圍壓接頭置于所述箱體前表面，所述箱體前后面和上下面均與所述圍壓缸套螺旋式連接，所述圍壓缸套蓋通過所述圍壓活塞與所述圍壓缸套連接，所述頂部缸套一端與所述箱體蓋螺旋式連接，另一端通過所述軸壓活塞與所述頂部缸套蓋連接，所述三軸驅替管線貫穿所述頂部缸套蓋、軸向活塞、頂部缸套及箱體蓋，所述壓帽置于所述三軸驅替管線頂端，所述樣品堵頭一端與所述骨架固定座連接，一端與巖樣左側面接觸，所述1英寸驅替后頂桿和所述1英寸驅替前頂桿貫穿樣品堵頭且分別與所述巖樣左、右側面接觸，所述后驅替活動蓋與所述骨架固定座螺旋式連接，所述內腔密封頂絲貫穿所述骨架固定座且與所述穿線筒連接，所述穿線筒置于所述穿套內部且與所述線圈調諧盒連接并位于所述箱體內，所述線圈骨架置于所述線圈調諧盒上，所述屏蔽蓋板置于所述線圈骨架外圍且位于所述支撐臺上，所述密封蓋置于所述屏蔽蓋板上。

優選地，所述巖樣置于所述骨架中，且上、下、前、后面均與所述1英寸壓塊接觸，左、右兩側面分別與所述1英寸驅替后頂桿和所述1英寸驅替前頂桿接觸。

優選地，所述線圈調諧盒位于所述箱體內且內置有所述穿線套、穿線筒，外置有所述線圈骨架盒所述屏蔽蓋板以及所述密封蓋。

本發明還提出了一種實時監測真三軸多相多場耦合加載腔體應用方法，應用上述系統，其包括如下工作步驟：

a、根據所述巖樣實際地層情況，分別確定三向應力、實驗溫度、驅替壓力以及注入流體；

b、將制備好的所述巖樣放置到所述箱體中，然后將所述箱體蓋及所述頂部套缸、頂部套缸蓋、軸向活塞和三軸驅替管線連接好，并檢查其他各部位的連接及密封性；

c、根據所需的三向應力，分別給所述巖樣施加三向應力，待應力施加完成并穩定后，設置實驗所需的溫度；

d、根據所需的驅替壓力及注入流體，通過所述后驅替活動蓋施加驅替壓力，與此同時，流體通過所述三軸驅替管線注入；